INFORME TÉCNICO PROYECTO F

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1 INFORME TÉCNICO PROYECTO FACTORES DE EMISIÓN PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE COMBUSTIBLES FÓSILES Y ALTERNATIVOS QUE SE CONSUMEN EN MÉXICO Tercer Informe. Informe Final. Diciembre/ AI FG-07 Ver.3 MAP 03 1/48

2 CONTENIDO 1. ANTECEDENTES 3 2. ALCANCES 4 3. DESARROLLO Y RESULTADOS REFERENCIAS DE NORMA, REGULACIONES Y ESTANDARES APLICABLES CONCLUSIONES Y/O RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS PARTICIPANTES 47 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 2/48

3 1. ANTECEDENTES La categoría de energía constituye una de las principales categorías de emisión de Gases de Efecto Invernadero (GEI) de México, pero su inventario de emisiones es calculado con el nivel metodológico básico propuesto por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (PICC) en las directrices revisadas de Los factores de emisión de GEI que se utilizan en México para el cálculo del inventario nacional de GEI (INEGEI), por consumo de combustibles fósiles, son los factores por defecto proporcionados por el PICC en sus guías metodológicas para el desarrollo de inventarios nacionales. Por lo tanto, para tener una mayor precisión en la estimación de las emisiones nacionales es importante desarrollar factores de emisión propios para los diferentes tipos de combustibles comercializados en los diferentes sectores de la actividad económica, basados en la medición del contenido de cada uno de los combustibles. Debido a lo anterior el Instituto Nacional de Ecología y Cambió Climático (INECC) solicitó al Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) la realización del proyecto: FACTORES DE EMISIÓN PARA LOS DIFERENTES TIPOS DE COMBUSTIBLES FÓSILES Y ALTERNATIVOS QUE SE CONSUMEN EN MÉXICO Con los siguientes objetivos: Objetivos generales Determinar los factores de emisión, a partir de su contenido por unidad de energía, de los principales combustibles que se consumen en México en los sectores energético, del transporte, industrial, comercial y residencial, incluyendo: gasolina (magna y premium), diésel (automotriz, industrial y marino), combustóleo (ligero y pesado), intermedio 15, carbón (térmico y siderúrgico), coque de petróleo, coque de carbón, gas natural, gas propano, gas butano, gas propano, gasóleo, gas residual, gas licuado de petróleo utilizados en transporte e industria y los utilizados en la aviación. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 3/48

4 Determinar los factores de emisión, a partir de su contenido por unidad de energía, de los principales residuos urbanos e industriales que se utilizan para generar energía en México, incluyendo: llantas, estopas impregnadas de pinturas, solventes, y aceites (ecológico y vegetal) Objetivos específicos. Determinar los principales combustibles fósiles utilizados en México Determinar el contenido de los combustibles fósiles por unidad de energía, masa y volumen Comparar los factores de emisión del PICC con los resultados obtenidos Determinar los principales tipos de combustibles a base de residuos utilizados como fuentes de energía en México, y aquellos de mayor potencial Determinar el contenido de los combustibles a base de residuos por unidad de energía, masa y volumen Comparar los factores de emisión del PICC con los resultados obtenidos 2. ALCANCES Los alcances del tercer informe son: Determinación de los factores de emisión expresados en contenido de carbono por unidad energética, así como en términos de masa y volumen. Resultados de la comparación de los factores de emisión del PICC 1996 y Hojas de cálculo e informe final con los factores de emisión, obtenidos, análisis de incertidumbres, posibles fuentes de error, y sugerencias de posibles mejoras metodológicas en un futuro. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 4/48

5 3. DESARROLLO Y RESULTADOS. 3.1 Descripción de la metodología para el cálculo de los factores de emisión. Para el cálculo de los factores de emisión se aplicarán dos métodos de acuerdo al estado físico de las muestras de combustible Muestras en fase gas. El contenido de un componente puro se define como la relación del peso de sus átomos entre el peso del componente puro. Se puede calcular por medio de la ecuación: CC = n * / PM (1) Donde CC es el contenido expresado como la fracción peso de carbono en el componente, (g C/g) n es el número de átomos en el componente (por ejemplo para el propano: (C3H8), n = 3), es el peso atómico del carbono y PM es el peso molecular del componente (por ejemplo, para el propano g/mol). El contenido de una mezcla de componentes es el promedio pesado por el contenido de cada uno de los componentes. Este contenido puede ser calculado a partir del análisis cromatográfico de la mezcla de componentes. Si el resultado cromatográfico se expresa en fracciones molares (fracción volumen) se puede aplicar la fórmula: CC = ( i ni * * xmoli) / ( ipmi * xmoli) (2) Donde CC es el contenido expresado como la fracción peso de carbono en la mezcla, 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 5/48

6 ni es el número de átomos en el componente i, es el peso atómico del carbono, PMi es el peso molecular del componente i y xmoli es la fracción mol o volumen del componente i en la mezcla. El poder calorífico de una mezcla de componentes gaseosos es el promedio pesado por la composición del poder calorífico de cada uno de los componentes (Método ASTM-D- 3588: Practica estandarizada para el cálculo del poder calorífico, el factor de compresibilidad y la densidad relativa de combustibles gaseosos ). Este poder calorífico puede ser calculado a partir del análisis cromatográfico de la mezcla de componentes. Si el resultado cromatográfico se expresa en fracciones molares (fracción volumétrica) se puede aplicar la fórmula: PCN = ( i PCNmoli* xmoli) / ( ipmi * xmoli) (2) Donde PCN es el poder calorífico neto como gas ideal de la mezcla por unidad de masa de la mezcla, PCNmoli es el poder calorífico neto como gas ideal del componente i en KJ/moli, que se puede obtener de la tabla 1 del Método ASTM-D-3588, PMi es el peso molecular del componente i, xmoli es la fracción mol o volumen del componente i en la mezcla. El factor de emisión de una mezcla de gases se puede obtener dividiendo la ecuación (1) entre la ecuación (2) y multiplicando el resultado por el factor estequiométrico de la oxidación completa a dióxido (44.01/12.011) FEj = ( i ni * xmoli) / ( i PCNmoli* xmoli) * (3) Donde FEj es el factor de emisión de dióxido por unidad de energía de combustible j (kg CO2/MJ) 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 6/48

7 Las muestras de gas natural se analizaron de acuerdo a la norma GPA 2286: Método de análisis extendido para gas natural y mezclas gaseosas similares por cromatografía de gases a temperatura programada, que es una prueba que permite obtener los datos necesarios para calcular diversas propiedades del gas natural, como su poder calorífico o su densidad relativa y desde luego su contenido. Las muestras de gas combustible (residual) se analizaron de acuerdo al método GPA 2286: Método de análisis extendido para gas natural y mezclas gaseosas similares por cromatografía de gases a temperatura programada. Los componentes a ser determinados en una muestra gaseosa son físicamente separados por cromatografía de gases y comparados con los datos de calibración obtenidos en condiciones de funcionamiento idénticas. Se establecen los volúmenes de la muestra en fase gaseosa se carga la muestra y se divide el análisis en tres secciones. En la primera sección se separa el oxígeno y el nitrógeno, en la segunda sección se separa desde el metano hasta el pentano normal y en la tercera sección se separan los componentes más pesados que el iso-pentano y hasta el tetradecano. Esta es una prueba que permite obtener los datos necesarios para calcular diversas propiedades del gas natural, como su poder calorífico o su densidad relativa y desde luego su contenido. Las muestras de GLP se analizaron de acuerdo a la norma ASTM D6730: Método estandarizado de prueba para la determinación de los componentes individuales de combustibles para motores de combustión interna por medio de cromatografía de gases de alta resolución con columna capilar de 100 metros y pre columna. Este método de prueba cubre la determinación de los componentes individuales, principalmente hidrocarburos, de los combustibles para motores de combustión interna con intervalo de ebullición de hasta 225 C, así como de sus mezclas con compuestos oxigenados como MTBE, ETBE y etanol. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 7/48

8 También pueden analizarse otras mezclas de hidrocarburos ligeros encontrados en las operaciones de refinación de petróleo tales como naftas, reformados, alquilados y otros, pero la validación estadística fue obtenida sólo con mezclas de combustibles terminados para motores de combustión interna. Esta prueba proporciona los datos necesarios para calcular diversas propiedades de mezclas de hidrocarburos ligeros, como su poder calorífico y desde luego su contenido Muestras en fase sólida y líquida. En el caso de muestras en fase sólida el contenido (CCexs) se determinó directamente mediante el método ASTM C1408: Método estandarizado de prueba para la determinación instrumental (total) en polvo y pellets de óxido de uranio por combustión directa adaptado para determinar carbono, hidrógeno y nitrógeno en sólidos. Por su parte el poder calorífico neto (PCNpi, en unidades de MJ/kg de combustible) se determinó por una adaptación del método ASTM D240. Método estandarizado de prueba para la determinación del calor de combustión de hidrocarburos combustibles líquidos por medio de una bomba calorimétrica adaptado para muestras de carbón o coque. Por lo tanto el factor de emisión para el caso de los sólidos resultará por la división de los valores experimentales y la respectiva multiplicación por el coeficiente estequiométrico por la oxidación total del carbono (44.01/12.011). FEj = CCexs / PCNpi * (44.01/12.011) (4) Donde CCexs es el contenido determinado mediante el método ASTM C1408 y expresado como la fracción peso en el sólido (kg C/kg sólido), 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 8/48

9 PCNpi es el poder calorífico neto determinado mediante el método ASTM D240 y expresado en unidades de MJ/kg sólido, FEj es el factor de emisión de dióxido por unidad de energía de combustible j expresado en unidades de kg CO2/MJ) En el caso de muestras en fase líquida, el contenido (CCexl) se determinó directamente mediante el método ASTM D5291: Método estandarizado de prueba para la determinación instrumental, hidrógeno y nitrógeno en productos del petróleo y lubricantes. Por su parte el poder calorífico neto (PCNpi, en unidades de MJ/kg de combustible) se determinó por el método ASTM D240: Método estandarizado de prueba para la determinación del calor de combustión de hidrocarburos combustibles líquidos por medio de una bomba calorimétrica adaptado para muestras de carbón o coque. Por lo tanto el factor de emisión para el caso de los líquidos resultará por la división de los valores experimentales y la respectiva multiplicación por el coeficiente estequiométrico por la oxidación total del carbono (44.01/12.011). FEj = CCexl / PCNpi * (44.01/12.011) (4) Donde CCexl es el contenido determinado mediante el método ASTM C1408 y expresado como la fracción peso en el líquido (kg C/kg líquido), PCNpi es el poder calorífico neto determinado mediante el método ASTM D240 y expresado en unidades de MJ/kg líquido, FEj es el factor de emisión de dióxido por unidad de energía de combustible j expresado en unidades de kg CO2/MJ) 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 9/48

10 3.2 Descripción de la metodología para el cálculo de la incertidumbre en los factores de emisión Factor de emisión promedio. El factor de emisión promedio se puede calcular a partir de los valores determinados para las muestras de combustible j tomadas en el periodo del reporte por medio de la ecuación: FEprom,j = ( k FEk,j)/(nmj) Donde FEprom,j es el factor de emisión promedio del combustible j en el periodo reportado, FEk,j es el factor de emisión de la muestra k para el combustible j. nmj es el número de muestras del combustible j Incertidumbre del factor de emisión promedio para un nivel de confianza del 95%. La incertidumbre del factor de emisión promedio para un nivel de confianza del 95% se puede calcular mediante la siguiente ecuación (API, 2013): Incertidumbrej 95%conf = +/- κ95%conf * σj /(nmj) ½ (5) Donde Incertidumbrej95%conf es la incertidumbre del factor de emisión promedio del combustible j en el periodo reportado para un nivel de confianza del 95%. κ95%conf es el factor de cobertura para un nivel de confianza del 95%. σj es la desviación estándar de los valores del factor de emisión de las muestras del combustible j. nmj es el número de muestras del combustible j. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 10/48

11 El valor de κ95%conf puede ser estimado de acuerdo a los grados de libertad de una cierta distribución probabilística (API, 2013)). El valor de κ95%conf varía en un intervalo de 2 (para una distribución normal con número de grados de libertad infinito) a 3 (para distribuciones con número de grados de libertad limitados. La incertidumbre se puede expresar en porcentaje por medio de la ecuación (API, 2013): %Incertidumbrej 95%conf = +/- Incertidumbrej 95%conf / FEprom,j * 100 (6) Determinación del número de muestras necesarias para obtener una Incertidumbre preestablecida para el factor de emisión promedio con un nivel de confianza del 95%. Si se está interesado en determinar el número de muestras requerido para cumplir con una incertidumbre previamente establecida para el factor de emisión promedio, para un nivel de confianza del 95%, es necesario despejar el número de muestras de la ecuación (6) (API, 2013). Desde luego esta determinación se puede hacer si se conocen los valores del factor de emisión promedio y de la desviación estándar de una serie de muestras del combustible o se pueden estimar estos valores. nmnecj = ( κ95%conf * σj / FEprom,j / %Incertidumbreest * 100) 2 Donde nmnecj es el número de muestras del combustible j necesarias para cumplir con un porcentaje de incertidumbre preestablecido. κ95%conf es el factor de cobertura para un nivel de confianza del 95%, σj es la desviación estándar de los valores del factor de emisión del combustible j. FEprom,j es el factor de emisión promedio para el combustible j, %Incertidumbreest es el porcentaje de incertidumbre preestablecido. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 11/48

12 3.3 Determinación de los factores de emisión e incertidumbre. Los factores de emisión fueron calculados conforme a los procedimientos descritos anteriormente y agrupados por su origen: cadena de la refinación del petróleo, cadena de producción de carbón, combustibles alternos, y finalmente los provenientes del proceso de gas. En las siguientes secciones se presentan los resultados Factores de emisión para combustibles de la refinación del petróleo. Factores de emisión para gasolina. La tabla 1 muestra los resultados obtenidos para los factores de emisión por unidad de energía (kg CO2/TJ), por unidad de peso (kg CO2/kg combustible) y por unidad de volumen (kg CO2/l combustible). Además, se incluyen la densidad, el poder calorífico neto (MJ/kg combustible) y el contenido en % en peso y por unidad de energía (kg C/GJ) para cada una de las muestras. Adicionalmente, se presentan el promedio y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto. Factores de emisión para turbosina. La tabla 2 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto de la turbosina. Factores de emisión para gasavión. La tabla 3 muestra los resultados obtenidos para los factores de emisión y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico del gas. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 12/48

13 Factores de emisión para diésel. La tabla 4 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto del diésel. Factores de emisión para combustóleo. La tabla 5 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto del combustóleo. Tabla 1. Factores de emisión e incertidumbre para gasolina. Muestra Densidad PCN Factores de emisión kg/litro % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj kgco2/ kg kgco2/ l comb. comb. MAGNA RP VERACRUZ , MAGNA RP VILLAHERMOSA , MAGNA ZMVM , MAGNA RP LEÓN , MAGNA ZMG , MAGNA RP LAGOS DE MORENO , MAGNA ZMM , MAGNA ZMM , MAGNA RP TAMPICO , PREMIUM RP VERACRUZ , PREMIUM RP VILLAHERMOSA , PREMIUM ZMVM , PREMIUM RP LEON , PREMIUM ZMG , PREMIUM ZMG , PREMIUM ZMM , PREMIUM ZMM , PREMIUM RP TAMPICO , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: ZMVM: Zona Metropolitana del Valle de México. RP: Resto del país. ZMM: Zona Metropolitana de Monterrey. ZMG: Zona Metropolitana de Guadalajara. Elaboración propia 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 13/48

14 Tabla 2. Factores de emisión e incertidumbre para turbosina Muestra Densidad PCN kg/litro % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. kgco2/ l comb. TURBOSINA ZMVM , TURBOSINA ZMVM , TURBOSINA ZMM , TURBOSINA ZMG , TURBOSINA ZMG , TURBOSINA BAJÍO , TURBOSINA REF. CADEREYTA , TURBOSINA REF. MADERO , Promedio , Desviación estándar Incertidumbre 95% Confianza % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: ZMVM: Zona Metropolitana del Valle de México. RP: Resto del país. ZMM: Zona Metropolitana de Monterrey. ZMG: Zona Metropolitana de Guadalajara. Elaboración propia Tabla 3. Factores de emisión e incertidumbre para gasavión. Muestra Densidad PCN kg/litro % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. kgco2/ l comb. GASAVIÓN ZMVM , GASAVIÓN ZMM , GASAVIÓN BAJÍO , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: ZMVM: Zona Metropolitana del Valle de México. ZMM: Zona Metropolitana de Monterrey. Elaboración propia. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 14/48

15 Tabla 4. Factores de emisión e incertidumbre para diésel. Muestra Densidad 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 15/48 PCN kg/litro % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. kgco2/ l comb. PEMEX DIÉSEL ZMVM , PEMEX DIÉSEL ZMM , PEMEX DIÉSEL ZMM , PEMEX DIÉSEL ZMG , PEMEX DIÉSEL ZMG , PEMEX DIÉSEL RP L. DE MORENO , PEMEX DIÉSEL RP VILLAHERMOSA , PEMEX DIÉSEL RP SALAMANCA , PEMEX DIÉSEL RP TULA , PEMEX DIÉSEL RP LEON , PEMEX DIÉSEL REF.CADEREYTA , PEMEX DIÉSEL REF. MADERO , DIÉSEL MARINO REF. CADEREYTA , DIÉSEL MARINO TAR VERACRUZ , DIÉSEL IND. TAR MINATITLÁN , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: ZMVM: Zona Metropolitana del Valle de México. RP: Resto del país. ZMM: Zona Metropolitana de Monterrey. ZMG: Zona Metropolitana de Guadalajara. L.: Lagos. REF. : Refinería. TAR: Terminal de Almacenamiento y Recibo. Elaboración propia. Tabla 5. Factores de emisión e incertidumbre para combustóleo. Muestra Densidad de carbono PCN de carbono kg/litro % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. kgco2/ l comb. COMBUSTÓLEO TAR TULA , COMBUSTÓLEO REF. TULA , COMBUSTÓLEO REF. MADERO , COMBUSTÓLEO REF. CADEREYTA , COMBUSTÓLEO TAR SALAMANCA , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: TAR: Terminal de Almacenamiento y Recibo. REF. : Refinería. Elaboración propia.

16 Factores de emisión para coque de petróleo. La tabla 6 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para el contenido y el poder calorífico neto del coque de petróleo. En este caso, la densidad y el factor de emisión por volumen no se incluyeron, ya que este combustible se comercializa por peso. Tabla 6. Factores de emisión e incertidumbre para coque de petróleo. Muestra de carbono PCN Factores de emisión % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj kgco2/ kg comb. COQUE REF. MINATITLÁN , COQUE REF. MINATITLÁN , COQUE REF. MADERO , COQUE REF. CADEREYTA , COQUE REF. CADEREYTA , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Elaboración propia Factores de emisión para combustibles de la cadena de producción de carbón. Esta cadena incluye al carbón térmico, el carbón siderúrgico y el coque de carbón. Los resultados se presentan enseguida. Factores de emisión para carbón térmico. La tabla 7 muestra los resultados obtenidos para los factores de emisión y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para el contenido de carbono y el poder calorífico para este combustible sólido. También en este caso, la densidad y el factor de emisión por unidad de volumen no se incluyeron, ya que este combustible se comercializa por peso. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 16/48

17 Tabla 7. Factores de emisión e incertidumbre para carbón térmico. Muestra PCN % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. CARBÓN RIO ESCONDIDO , CT CARBÓN II , CT CARBÓN II , CT CARBÓN II , CT PETACALCO , CT PETACALCO , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: CT Central Termoeléctrica. Elaboración propia Factores de emisión para carbón siderúrgico. La tabla 8 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para el contenido y el poder calorífico neto del carbón siderúrgico Al igual que el carbón térmico, en este caso, la densidad y el factor de emisión por unidad de volumen no se incluyeron, ya que este combustible se comercializa por peso. Tabla 8. Factores de emisión e incertidumbre para carbón siderúrgico. Muestra PCN Factores de emisión % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj kgco2/ kg comb. CARBÓN SIDERÚRGICO , CARBÓN SIDERÚRGICO , CARBÓN SIDERÚRGICO , CARBÓN SIDERÚRGICO , CARBÓN SIDERÚRGICO , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Elaboración propia 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 17/48

18 Factores de emisión para coque de carbón. La tabla 9 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para el contenido y el poder calorífico neto para este combustible sólido. De la misma manera que el carbón térmico y el siderúrgico, en este caso, la densidad y el factor de emisión por unidad de volumen no se incluyeron, ya que este combustible se comercializa por peso. Tabla 9. Factores de emisión e incertidumbre para coque de carbón. Muestra PCN % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. COQUE DE CARBÓN , COQUE DE CARBÓN , COQUE DE CARBÓN , COQUE DE CARBÓN , COQUE DE CARBÓN , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Elaboración propia Factores de emisión para combustibles alternos. Factores de emisión para llantas. La tabla 10 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para el contenido y el poder calorífico neto para las llantas. Debido a que es un combustible sólido, no se incluyeron ni la densidad ni el cálculo del factor de emisión por unidad de volumen. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 18/48

19 Tabla 10. Factores de emisión e incertidumbre para llantas. Muestra PCN % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. LLANTA AUTO DF , LLANTA AUTO DF , LLANTA AUTO ZMM , LLANTA AUTO ZMM , LLANTA AUTO ZMG , LLANTA AUTO ZMG , LLANTA CAMIONETA DF , LLANTA CAMIONETA RP , LLANTA CAMIÓN DF , LLANTA CAMIÓN RP , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: DF: Distrito Federal. RP: resto del país. ZMM: Zona Metropolitana de Monterrey. ZMG: Zona Metropolitana de Guadalajara. Elaboración propia. Factores de emisión para estopa. La tabla 11 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para el contenido y el poder calorífico neto para las estopas impregnadas. Debido a que es un combustible sólido, no se incluyeron ni la densidad ni el cálculo del factor de emisión por unidad de volumen. Factores de emisión para combustible alterno y residuos sólidos. La tabla 12 muestra los resultados obtenidos para los factores de emisión, el contenido y el poder calorífico neto para estos combustibles. Ya que solo se dispone de una muestra en cada caso, no es posible realizar el análisis de incertidumbre. Debido a que estos son combustibles sólidos, no se incluyeron ni la densidad ni el cálculo del factor de emisión por unidad de volumen. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 19/48

20 Tabla 11. Factores de emisión e incertidumbre para estopa impregnada. Muestra PCN % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. ESTOPA ACEITE DF , ESTOPA ACEITE DF , ESTOPA NAFTA DF , ESTOPA NAFTA DF , ESTOPA NAFTA DF , ESTOPA PINTURA DF , ESTOPA PINTURA DF , ESTOPA PINTURA DF , ESTOPA DIÉSEL DF , ESTOPA DIÉSEL DF , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Elaboración propia Tabla 12. Factores de emisión para combustible alterno y residuos sólidos. Muestra PCN % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. MADERA , CARTÓN , PAPEL CON ACEITE , PAPEL , PLÁSTICO , ALTERNO SÓLIDO , Elaboración propia 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 20/48

21 Factores de emisión para aceites gastados. La tabla 13 muestra los resultados obtenidos para los factores de emisión por unidad de energía (kg CO2/TJ), por unidad de peso (kg CO2/kg combustible) y por unidad de volumen (kg CO2/l combustible). Además, se incluyen la densidad, el poder calorífico neto (MJ/kg combustible) y el contenido en % en peso y por unidad de energía (kg C/GJ) para cada una de las muestras. Adicionalmente, se presentan el promedio y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto. Tabla 13. Factores de emisión para aceites gastados. Muestra Densidad PCN kg/litro % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj Factores de emisión kgco2/ kg comb. kgco2/ l comb. ACEITE GASTADO DF , ACEITE GASTADO DF , ACEITE GASTADO ZMM , ACEITE GASTADO ZMM , ACEITE GASTADO ZMG , ACEITE GASTADO ZMG , ACEITE GASTADO RP , ACEITE GASTADO RP , ACEITE GASTADO RP , ACEITE GASTADO RP , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: DF: Distrito Federal. RP: resto del país. ZMM: Zona Metropolitana de Monterrey. ZMG: Zona Metropolitana de Guadalajara. Elaboración propia. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 21/48

22 Factores de emisión para naftas. La tabla 14 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto de las naftas. Tabla 14. Factores de emisión para naftas. Muestra Densidad 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 22/48 PCN Factores de emisión kg/litro % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj kgco2/ kg kgco2/ l comb. comb. NAFTA , NAFTA , NAFTA , NAFTA , NAFTA , Promedio , Desviación estándar Incertidumbre 95% Confianza % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Elaboración propia Factores de emisión para combustible alterno líquido. La tabla 15 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto del combustible alterno líquido. Tabla 15. Factores de emisión para combustible alterno líquido. Muestra Densidad PCN Factores de emisión kg/litro % Peso MJ/kg kg C/GJ kgco2/tj kgco2/ kg kgco2/ l comb. comb. ALTERNO LÍQUIDO CENTRO , ALTERNO LÍQUIDO NORTE , ALTERNO LÍQUIDO OCCIDENTE , Promedio , Desviación estándar , Incertidumbre 95% Confianza , % Incertidumbre 95%Confianza # Muestras % deseado incert Elaboración propia

23 3.3.4 Factores de emisión para combustibles gaseosos. Los combustibles gaseosos que se incluyeron fueron el gas natural y el gas LP producidos en centros de proceso de gas, así como el gas combustible usado en centros de refinación y de proceso de gas. Enseguida se presentan los resultados obtenidos. Factores de emisión para gas natural. La tabla 16 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto del gas natural. Tabla 16. Factores de emisión para gas natural. Muestra Densidad de carbono Poder calorífico Neto kg/m 3 % pesos MJ/kg kg C /GJ kg CO2 /TJ Factores de emisión kg CO2 /kg GN kg CO2 /m 3 GN ZMVM , ZMVM , ZMVM , Salamanca , ZMG , Irapuato , ZMM , Madero , Promedio , Desviación estándar , Incert. 95% Confianza , % Incert. 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: ZMVM: Zona Metropolitana del Valle de México. ZMM: Zona Metropolitana de Monterrey. ZMG: Zona Metropolitana de Guadalajara. Elaboración propia. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 23/48

24 Factores de emisión para gas combustible en instalaciones de refinación y proceso de gas. La tabla 17 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad, el contenido y el poder calorífico neto del gas combustible usado en centros de refinación y proceso de gas. Tabla 17. Factores de emisión para gas combustible. Muestra Densidad de carbono Poder calorífico Neto de carbono kg/m 3 % peso MJ/kg kg C /GJ kg CO2 /TJ Factores de emisión kg CO2 /kg gas comb. kg CO2 /m 3 gas comb. Salamanca , Cadereyta , Madero , Nuevo PEMEX , Cactus , Promedio , Desviación estándar , Incert. 95% Confianza , % Incert. 95%Confianza # Muestras % deseado incert Elaboración propia Factores de emisión para gas LP. La tabla 18 muestra los resultados obtenidos y el análisis de incertidumbre tanto para los factores de emisión obtenidos como para la densidad tanto en fase líquida como en fase gas, el contenido y el poder calorífico. El gas LP se comercializa en peso (kg de gas LP) como en volumen en fase líquida (litros de GLP), aunque se quema en fase gaseosa. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 24/48

25 Tabla 18. Factores de emisión para gas LP. Muestra Densidad Fase líquida Densidad Fase gas de carbono Poder calorífico Neto de carbono kg/l kg/m 3 % peso MJ/kg kg C /GJ kg CO2 /TJ Factor de emisión kg CO2 /kg GLP kg CO2 /l GLP fase líquida ZMVM , ZMVM , ZMVM , ZMVM , ZMVM , ZMVM , ZMVM , ZMM , ZMG , ZMG , Tepeji , Abasolo , Tampico , Tuxpan , Villahermosa , Promedio , Desviación estándar Incert. 95% Confianza % Incert. 95%Confianza # Muestras % deseado incert Nota: ZMVM: Zona Metropolitana del Valle de México. ZMM: Zona Metropolitana de Monterrey. ZMG: Zona Metropolitana de Guadalajara. Elaboración propia. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 25/48

26 3.4 Comparación de los factores de emisión obtenidos con los del PICC. En esta sección, se presenta la comparación de los factores de emisión promedio y de su intervalo de confianza para un 95 % contra los valores reportados por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático en los años 1996 y Se debe hacer notar que solo en las Directrices de 2006 el PICC reportó este intervalo de confianza Factores de emisión para combustibles de la refinación del petróleo. En la tabla 19 se presentan los resultados de los factores de emisión de los combustibles producidos por la refinación del petróleo, y su intervalo de confianza obtenido en este estudio. Tabla 19. Comparación de factores de emisión de combustibles de la refinación del petróleo Combustible Gasolina Turbosina Gasavión Diésel Combustóleo Coque de petróleo Elaboración propia. Variable Factores de emisión kg CO2/TJ Este estudio PICC 1996 PICC 2006 Límite inferior 72,704 ND 67,500 Promedio 73,791 68,607 69,300 Límite superior 74,878 ND 73,000 Límite inferior 72,256 ND 69,700 Promedio 72,614 70,785 71,500 Límite superior 72,972 ND 74,400 Límite inferior 70,398 ND 67,500 Promedio 72,477 ND 70,000 Límite superior 74,555 ND 73,000 Límite inferior 72,019 ND 72,600 Promedio 72,881 73,326 74,100 Límite superior 73,742 ND 74,800 Límite inferior 77,303 ND 75,500 Promedio 79,450 76,593 77,400 Límite superior 81,597 ND 78,800 Límite inferior 74,511 ND 82,900 Promedio 78,991 98,817 97,500 Límite superior 83,472 ND 115,000 Nota: ND: No Disponible. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 26/48

27 Para el caso del factor de emisión de la gasolina, el valor promedio obtenido en este estudio, es un 6.5 % mayor al promedio del IPCC en 2006 y un 7.5 % mayor al de El promedio obtenido está fuera del intervalo de confianza reportado por el PICC en Estos promedios son un 1% mayores al límite superior reportado por el PICC en El límite superior encontrado, es mayor en 1 % al reportado por el PICC. Para la turbosina, aunque el valor promedio obtenido en este estudio es 1.5 % mayor al reportado por el PICC en 2006 y 2.6 % al de 1996, cae en el intervalo mostrado en dicho reporte. El factor de emisión promedio de este estudio para el gasavión es 3.5 % mayor al del PICC en 2006 y cae en el intervalo mostrado en dicho reporte. Los límites inferior y superior son mayores 4.3 y 2.1 % a los respectivos límites mostrados por el PICC en El PICC no reporta factor de emisión para este combustible en En el caso del diésel, el promedio encontrado en este estudio es 1.6 % menor al reportado por el PICC en 2006 y 0.61 % menor al de 1996 y se encuentra dentro del intervalo de confianza mostrado en las Directrices del El factor de emisión promedio para el combustóleo de este reporte es 2.6 % mayor al mostrado en las Directrices de 2006 y 3.7% mayor que el de las de Los límites inferior y superior encontrados son 2.4 y 3.6 % mayores que los presentados en las Directrices del PICC en El promedio obtenido está fuera del intervalo de confianza reportado por el PICC en El valor promedio obtenido para el coque de petróleo es 19 % y 20 % menor al reportado por el PICC en 2006 y 1996, mientras que el límite superior encontrado en este estudio es 1 % mayor al límite inferior dado para este combustible por el PICC en Los límites inferior y superior encontrados son 10.1 y 27.4 % menores que los mismos límites mostrados en las Directrices del PICC en El promedio obtenido está fuera del intervalo de confianza reportado por el PICC en AI FG-07 Ver.3 MAP 03 27/48

28 3.4.2 Factores de emisión para combustibles de la cadena de producción de carbón. En la tabla 20 se presentan los resultados de los factores de emisión de los combustibles de la cadena de producción de carbón, y su intervalo de confianza obtenido en este estudio. El valor promedio obtenido para el carbón térmico de petróleo es 34.3 % mayor al reportado por el PICC en 2006 y 37.1 % mayor al de las Directrices de Por otro lado, el límite inferior de este estudio es 4.9 % mayor que el límite superior para este combustible obtenido por el PICC en Los límites inferior y superior encontrados son 17.2 y 53.2 % mayores que los mismos límites mostrados por el PICC en Para el carbón siderúrgico, el promedio de este estudio es 3.9 % menor al reportado por el PICC en 2006 y 1.9 % menor que el fijado en El límite inferior es 2.5 % mayor, mientras que el límite superior es 9 % menor a los mismos límites del PICC en En el caso del coque de carbón, el valor promedio de este estudio es 2.4 % mayor al del PICC en 2006, mientras que el límite inferior es 11 % mayor, en tanto que el límite superior es 5 % menor a los mismos límites del PICC de Los factores de emisión promedio obtenidos tanto para el carbón siderúrgico como para el coque de carbón están dentro del intervalo de confianza establecido por el IPCC en Tabla 20. Comparación de factores de emisión de combustibles de la de la cadena de producción de carbón. Combustible Carbón térmico Carbón siderúrgico Coque de carbón Elaboración propia. Variable Factores de emisión kg CO2/TJ Este estudio PICC 1996 PICC 2006 Límite inferior 104,935 ND 89,500 Promedio 129,080 94,145 96,100 Límite superior 153,225 ND 100,000 Límite inferior 89,437 ND 87,300 Promedio 90,912 92,708 94,600 Límite superior 92,387 ND 101,000 Límite inferior 106,518 ND 95,700 Promedio 109,598 ND 107,000 Límite superior 112,678 ND 119,000 Nota: ND: No Disponible. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 28/48

29 3.4.3 Factores de emisión para combustibles alternos. En la tabla 21 se presentan los resultados de los factores de emisión de los combustibles alternos, y su intervalo de confianza obtenido en este estudio. Tabla 21. Comparación de factores de emisión de combustibles alternos. Factores de emisión Combustible Variable kg CO2/TJ Este estudio IPCC 1996 IPCC 2006 Límite inferior 81,603 ND ND Llantas Promedio 84,443 ND ND Límite superior 87,283 ND ND Límite inferior 80,371 ND ND Estopa Promedio 90,869 ND ND Límite superior 101,368 ND ND Límite inferior ND 95,000 Madera Promedio 103, , ,000 Límite superior ND 132,000 Límite inferior ND ND Cartón Promedio 132,742 ND ND Límite superior ND ND Límite inferior ND ND Papel Promedio 115,596 ND ND Límite superior ND ND Límite inferior ND ND Plástico Promedio 90,553 ND ND Límite superior ND ND Límite inferior ND ND Alterno sólido Promedio 89,990 ND ND Límite superior ND ND Límite inferior 75,649 ND 72,200 Aceite gastado Promedio 77,723 ND 73,300 Límite superior 79,796 ND 73,400 Límite inferior 69,115 ND 69,300 Nafta Promedio 69,553 72,600 73,300 Límite superior 69,990 ND 76,300 Límite inferior 76,258 ND ND Alterno líquido Promedio 78,226 ND ND Límite superior 80,194 ND ND Elaboración propia. Nota: ND: No Disponible. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 29/48

30 Las Directrices del PICC de 1996 y 2006 solamente reportan factores de emisión para la madera y la nafta y las de 2006 adicionalmente incluyen al aceite gastado, por lo que solamente es posible realizar éstas comparaciones. Ya que solamente se dispone de un valor para el factor de emisión de la madera en este estudio, solamente es posible comparar el promedio, y se encontró que es 7.8 y 3.9 % menor a los factores de emisión presentados en las Directrices del PICC de 2006 y 1996 respectivamente. Para del aceite gastado el promedio obtenido es 6 % mayor que el fijado por el reporte del PICC en 2006 y no cae en el intervalo de confianza mostrado en dicho reporte, mientras que, los límites inferior y superior son mayores 4.8 % y 8.7 % que los mismos límites del PICC en En el caso de la nafta, el factor de emisión promedio de este estudio es menor 5.1 y 4.2 % respectivamente que los mostrados en las Directrices del PICC de 2006 y 1996 respectivamente y cae en el intervalo de confianza mostrado en dicho reporte en En tanto, los límites inferior y superior son menores 0.3 % y 8.3 % que los mismos límites del PICC en Factores de emisión para combustibles gaseosos. En la tabla 22 se presentan los resultados de los factores de emisión de los combustibles gaseosos, y su intervalo de confianza obtenido en este estudio. Para el gas natural, el factor de emisión promedio de este estudio es mayor 2.9 y 3.5 % respectivamente que los mostrados en las Directrices del PICC de 2006 y 1996 respectivamente, pero cae en el intervalo para un nivel de confianza del 95%. Los límites inferior y superior obtenidos son mayores 1.4 % y 3.7 % que los mismos límites del PICC en AI FG-07 Ver.3 MAP 03 30/48

31 Tabla 22. Comparación de factores de emisión de combustibles gaseosos. Combustible Gas natural Gas combustible Gas LP Elaboración propia. Variable Factores de emisión kg CO2/TJ Este estudio IPCC 1996 IPCC 2006 Límite inferior 55,039 ND 54,300 Promedio 57,756 55,820 56,100 Límite superior 60,473 ND 58,300 Límite inferior 55,323 ND 48,200 Promedio 58,171 66,400 57,600 Límite superior 61,019 ND 69,000 Límite inferior 64,940 ND 61,600 Promedio 65,083 62,751 63,100 Límite superior 65,226 ND 65,600 Nota: ND: No Disponible. En cuanto al el gas combustible, usado en centros de trabajo de refinación y proceso de gas, el factor de emisión promedio de este estudio es 0.99 % menor que el presentado en las Directrices del PICC de 2006 y está dentro del intervalo reportado por este Panel, mientras que es 12.4 % mayor que el de las Directrices del PICC de El límite inferior es 14.8 % mayor, en tanto que el límite superior es 11.6 % menor a los mismos límites mostrados por el PICC de Finalmente, para el gas LP, el factor de emisión promedio de este estudio es mayor 3.1 y 3.7 % respectivamente que los mostrados en las Directrices del PICC de 2006 y 1996 respectivamente y está dentro del intervalo reportado por este Panel. En cuanto al límite inferior, este es 5.4 % mayor, en tanto que el límite superior es 0.6 % menor a los mismos límites mostrados por el PICC de AI FG-07 Ver.3 MAP 03 31/48

32 4. REFERENCIAS DE NORMA, REGULACIONES Y ESTANDARES APLICABLES. Los métodos de prueba que se utilizaron para muestrear y determinar las propiedades de los combustibles se presentan en la tabla 23. Tabla 23. Métodos estandarizados de prueba. METODO ASTM D4057 ASTM D5854* ASTM D1265 GPA-2166* GPA 2286* ASTM D6730 ASTM D5291 ASTM D4294 ASTM D4629 ASTM D1552 ASTM C 1408 ASTM D240 ASTM D1298* ASTM D70 ASTM D3588 * Métodos certificados. Elaboración propia DESCRIPCION Practica estandarizada para la obtención de muestras de petróleo y de productos derivados del petróleo. Práctica estandarizada para mezclado y manejo de muestras líquidas del petróleo y productos del petróleo. Práctica estandarizada para muestrear Gases Licuados de Petróleo, Método Manual. Obtención de muestras de gas natural para análisis por cromatografía de gases. Método de análisis extendido para gas natural y mezclas gaseosas similares por cromatografía de gases con temperatura programada Método estandarizado de prueba para la determinación de componentes individuales en combustibles para motor de ignición por cromatografía de gas de alta resolución con columna capilar de 100 m capilar empleando pre columna. Métodos estandarizados de prueba para la determinación instrumental de carbono, hidrógeno y nitrógeno en productos del petróleo y lubricantes. Método estandarizado de prueba para la determinación de azufre en petróleo y productos del petróleo por espectrometría de fluorescencia de rayos X mediante dispersión de energía. Método estandarizado de prueba para la determinación de trazas de nitrógeno en hidrocarburos líquidos derivados del petróleo por combustión oxidativa con entrada por jeringa y detección por quimioluminiscencia. Método estandarizado de prueba para la determinación de azufre en productos del petróleo (método a alta temperatura) Método estandarizado de prueba para la determinación instrumental (total) en polvo y pellets de óxido de uranio por combustión directa adaptado para determinar carbono, hidrógeno y nitrógeno en sólidos. Método estandarizado de prueba para determinar el calor de combustión de hidrocarburos líquidos combustibles por bomba calorimétrica. Método estandarizado de prueba para la determinación de densidad de líquidos. Método estandarizado de prueba para la determinación de densidad de semisólidos Practica estandarizada para el cálculo del poder calorífico, el factor de compresibilidad y la densidad relativa de combustibles gaseosos 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 32/48

33 ASTM D4057. Práctica estandarizada para la obtención de muestras de petróleo y de productos derivados del petróleo. Esta norma proporciona los procedimientos para obtener manualmente muestras de petróleo y productos de petróleo tanto líquidos, como semilíquidos o sólidos de tanques, tuberías, tambores, barriles, latas, bolsas, calderos y espacios abiertos. Describe en detalle los factores que deben considerarse para obtener una muestra representativa. Estos factores incluyen las pruebas que deben hacerse en la muestra, el tipo de recipiente que debe usarse para el muestreo y las instrucciones para muestrear materiales especiales. ASTM D5854. Práctica estandarizada para mezclado y manejo de muestras líquidas del petróleo y productos del petróleo. Esta práctica cubre los procedimientos de manejo, mezcla y acondicionamiento que se requieren para asegurar que se obtengan muestras representativas de petróleo o productos derivados del petróleo al pasar la muestra del contenedor de muestra primario, al aparato de prueba analítica o a un contenedor intermedio. Muestras representativas de petróleo o productos derivados del petróleo son necesarias para la determinación de las propiedades físicas y químicas utilizadas para establecer estándares de volumen, precios y su cumplimiento de las especificaciones regulatorias y comerciales. Las muestras requieren de un manejo cuidadoso, desde el momento de su recopilación hasta que son analizadas, para mantener íntegra su composición. ASTM D1265 Práctica Estandarizada para Muestrear Gases Licuados de Petróleo, Método Manual. Esta práctica cubre el equipo y los procedimientos para obtener muestras representativas de gas LP para realizar las pruebas requeridas para cumplir con sus especificaciones. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 33/48

34 Esta práctica puede ser usada para otros líquidos del gas natural que están normalmente en una fase (gas natural licuado, butano, etc.). No es aconsejado su uso en corrientes que contengan gran cantidad de gases no disueltos (como nitrógeno y dióxido ), agua libre o cualquier otra fase separada. Una muestra líquida de gas LP es transferida del equipo o tubería a muestrear al recipiente que contendrá la muestra. El recipiente de muestra se purga y se llena con el mismo líquido a muestrear, posteriormente se reduce 20% la cantidad de líquido en el recipiente de manera que permanezca sólo el 80% o menos. El recipiente de muestra es un cilindro que soporta alta presión, preferentemente de acero inoxidable, equipado con válvulas en cada uno de sus extremos y un tubo interior en uno de sus extremos que proveerá del volumen libre (ullage) al realizar la purga. GPA-2166 Obtención de muestras de gas natural para análisis por cromatografía de gases. El propósito específico de este método es recomendar los procedimientos para la obtención de muestras en las corrientes de gas natural representativas de la composición de la fase vapor del sistema que está siendo analizado. Estas muestras deben ser representativas y posteriormente transportadas en recipientes adecuados a un laboratorio y analizadas por su composición incluyendo trazas o analizadas en sitio con cromatógrafos portátiles. Los recipientes deben seleccionarse para que la toma, almacenamiento y transporte de la muestra no altere la composición de gas para las pruebas en laboratorio. GPA 2286 Método de análisis extendido para gas natural y mezclas gaseosas similares por cromatografía de gases con temperatura programada Los componentes a ser determinados en una muestra gaseosa son físicamente separados por cromatografía de gases y comparados con los datos de calibración 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 34/48

35 obtenidos en condiciones de funcionamiento idénticas. Se establecen los volúmenes de la muestra en fase gaseosa se carga la muestra y se divide el análisis en tres secciones. En la primera sección se separa el oxígeno y el nitrógeno, en la segunda sección se separa desde el metano hasta el pentano normal y en la tercera sección se separan los componentes más pesados que el iso-pentano hasta el tetradecano. Esta prueba es significativa pues proporciona los datos necesarios para calcular diversas propiedades del gas natural como su poder calorífico o su densidad relativa y desde luego su contenido.. ASTM D6730. Método estandarizado de prueba para la determinación de los componentes individuales de combustibles para motores de combustión interna por medio de cromatografía de gases de alta resolución con columna capilar de 100 metros y pre columna. Este método de prueba cubre la determinación de los componentes individuales, principalmente hidrocarburos, de los combustibles para motores de combustión interna con intervalo de ebullición de hasta 225 C, así como de sus mezclas con compuestos oxigenados como MTBE, ETBE y etanol. También pueden analizarse otras mezclas de hidrocarburos ligeros encontrados en las operaciones de refinación de petróleo tales como naftas, reformados, alquilados, gas LP y otros. Las muestras representativas de las gasolinas se introducen en una columna de cromatografía de gases equipados con una columna capilar cubierta con metilsilicona y equipada con una columna auxiliar previa en las que los diferentes compuestos salen en tiempos definidos. Esta prueba es significativa pues proporciona los datos necesarios para calcular diversas propiedades de las gasolinas y el gas LP como su poder calorífico y desde luego su contenido. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 35/48

36 ASTM D4629 Método estandarizado de prueba para la determinación de trazas de nitrógeno en hidrocarburos líquidos derivados del petróleo por combustión oxidativa con entrada por jeringa y detección por quimioluminiscencia. Este método de prueba cubre la determinación de trazas de nitrógeno presentes en hidrocarburos líquidos con punto de ebullición de 50 a 400 C y con viscosidades entre 0.2 y 10 centistokes a temperatura ambiente. Es aplicable a naftas, destilados y aceites que contienen entre 0.3 y 100 mg/kg de nitrógeno total. ASTM D1552 Método estandarizado de prueba para la determinación de azufre en productos del petróleo (método a alta temperatura). Este método de prueba cubre tres procedimientos para la determinación del azufre total en productos del petróleo e inclusive en aditivos y aceites lubricantes que contienen aditivos. Es aplicable a muestras con puntos de ebullición superiores a 177 C y con contenidos mayores o iguales a 0.6 % en peso de azufre. Dos de estos tres procedimientos usan la detección de un yodato; uno de estos últimos emplea un horno de inducción para la pirolisis, en tanto que el otro usa un horno de resistencia. El tercer procedimiento utiliza un detector infrarrojo posterior a la pirolisis de la muestra llevada a cabo en un horno de resistencia. Puede aplicarse al análisis de coque de petróleo con un contenido de azufre de hasta 8 % en peso. ASTM D4294 Método estandarizado de prueba para la determinación de azufre en petróleo y productos del petróleo por espectrometría de fluorescencia de rayos X mediante la dispersión de energía. Este método de prueba cubre la determinación de azufre total en petróleo o productos del petróleo que son líquidos a temperatura ambiente o que pueden ser licuados con la aplicación de calor moderado o que son solubles en hidrocarburos. Estos materiales incluyen, diésel, turbosina, nafta, combustóleo, bases de lubricantes, aceites hidráulicos, petróleo crudo, gasolina, biodiesel y otros productos del petróleo similares. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 36/48

37 ASTM D5291 Métodos estandarizados de prueba para la determinación instrumental, hidrógeno y nitrógeno en productos del petróleo y lubricantes. Estos métodos de prueba cubren la determinación instrumental, hidrógeno y nitrógeno en muestras de laboratorios de productos de petróleo y lubricantes. Los valores obtenidos representan el carbono total, el hidrógeno total y el nitrógeno total. Estos métodos de prueba son aplicables a muestras tales como petróleo crudo, combustóleo, aditivos y residuos para el análisis, hidrógeno y nitrógeno y fueron probados en el intervalo de concentración de cuando menos 75 a 87 por ciento de carbono, al menos 9 a 16 por ciento de hidrógeno y menos de 0.1 a 2 por ciento peso de nitrógeno. Todos los métodos de prueba convierten a los materiales en su totalidad a un gas que contiene dióxido, vapor de agua y óxidos de nitrógeno. La conversión de los materiales a los gases correspondientes tiene lugar por la combustión de la muestra a temperatura elevada en una atmósfera de oxígeno puro, los compuestos gaseosos que se pueden producir incluyen a: Dióxido, por la oxidación de los compuestos orgánicos y el carbón elemental, Halogenuros de hidrógeno por la conversión de halogenuros orgánicos (o hidrógenos orgánicos, si ocurre), Vapor de agua por la oxidación del hidrógeno y la liberación de humedad, Nitrógeno y óxidos de nitrógeno por la oxidación de nitrógeno orgánico y Óxidos de azufre por la oxidación de azufre orgánico. Una vez obtenidos los productos de la combustión hay varios métodos disponibles para aislar y cuantificar los productos gaseosos y obtener la composición, hidrógeno y nitrógeno. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 37/48

38 Uno de los métodos consiste en remover primero los óxidos de azufre con una cama de óxido de calcio en la zona de combustión secundaria. Una porción de la mezcla de gases remanente es conducida con helio de arrastre a través de un tren de cobre caliente para remover el oxígeno y reducir los óxidos de nitrógeno a nitrógeno. Posteriormente, la corriente se pasa a través de hidróxido de sodio para remover al dióxido y a través de perclorato de magnesio para remover el agua. La corriente remanente de nitrógeno elemental es cuantificada en una celda de conductividad térmica. De manera simultánea, pero separadamente a la determinación de nitrógeno, celdas de infrarrojo selectivas miden las cantidades de dióxido y agua. ASTM C1408 Método estandarizado de prueba para la determinación (total) en polvo y pellets de óxido de uranio por combustión directa y detección con infrarrojo. Este método cubre la determinación en polvo y pellets de óxido de uranio y cubre la determinación de 50 a 500 microgramos de carbón residual. Este método se ha adaptado para determinar carbono total en muestras sólidas y catalizadores. La muestra originalmente en polvo o triturada se coloca en un crisol, se coloca en un horno calentado por inducción y se quema en una corriente de oxígeno puro a una temperatura de entre 1600 a 1700 C. La corriente de gases de combustión se hace pasar por un catalizador (óxido de cobre) para convertir todo el monóxido a dióxido y posteriormente se hace pasar por un sistema de columnas de sílica gel platinizada, perclorato de magnesio, hidróxido de sodio y celulosa para liberar al dióxido de compuestos de azufre, nitrógeno, halógenos y agua. La corriente de dióxido puro se pasa por un detector de infrarrojo y la cantidad se determina automáticamente a partir de datos de calibración almacenados previamente al sistema de cálculo. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 38/48

39 ASTM D240. Método estandarizado de prueba para la determinación del calor de combustión de hidrocarburos combustibles líquidos por medio de una bomba calorimétrica. Este método de prueba cubre la determinación del calor de combustión de hidrocarburos combustibles líquidos con un intervalo de volatilidad desde los destilados ligeros hasta los residuos pesados. Bajo condiciones normales este método de prueba es aplicable a gasolina, querosenos como la turbosina, diésel y combustóleo. El calor de combustión superior (en el cual todos los productos de la combustión son gaseosos, excepto el agua que es líquido) es determinado en este método de prueba quemando una muestra de un peso conocido en una bomba calorimétrica de oxígeno bajo condiciones controladas. El calor de combustión superior se calcula por medio de las temperaturas medidas antes, durante y después de la combustión, con las correcciones necesarias por la termoquímica y la transferencia de calor. Se pueden utilizar calorímetros con enchaquetado isotérmico o adiabático. El calor de combustión neto se calcula a partir del calor de combustión superior y el contenido de hidrógeno de la muestra o por medio de una formula empírica que los relaciona. ASTM D1298. Método estandarizado de prueba para la determinación de densidad de líquidos. Este método de prueba cubre la determinación en laboratorio, utilizando un hidrómetro de vidrio en conjunto con una serie de cálculos, de la densidad, densidad relativa o de la gravedad API de petróleo crudo, productos derivados del petróleo y mezclas de productos del petróleo y productos no derivados del petróleo que normalmente sean líquidos con una presión de vapor Reid de kpa. Los valores de densidad se determinan a temperatura ambiente y se corrigen a 15 C por medio de cálculos y tablas estandarizadas internacionalmente. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 39/48

40 Las lecturas obtenidas inicialmente con el hidrómetro son lecturas no corregidas y por lo tanto no son mediciones de la densidad. Estas lecturas del hidrómetro se pueden efectuar a la temperatura de referencia o a cualquier otra temperatura conveniente de medición y son corregidas por efectos del menisco, la expansión térmica del vidrio y los efectos de la temperatura desde la temperatura de medición hasta la de referencia utilizando las Tablas de Mediciones del Petróleo. ASTM D70 Método estandarizado de prueba para la determinación de la de densidad de materiales bituminosos semisólidos (Método del picnómetro). Este método cubre la determinación de la densidad de materiales bituminosos semisólidos, como asfalto y alquitranes, utilizando un picnómetro. El picnómetro, consistente de un recipiente cilíndrico o cónico con una tapa esmerilada perforada, que se coloca en un baño de temperatura controlada y se calibra con agua desionizada. Después de pesado vacío (peso A), el picnómetro se llena de agua desionizada, se coloca en el baño de temperatura controlada por más de treinta minutos, se seca exteriormente y se vuelve a pesar (peso B). Si el material es semisólido se calienta para colocarlo en el picnómetro, llenando tan sólo una parte de éste, y dejándolo enfriar hasta temperatura ambiente para colocarlo en el baño de temperatura controlada por más de treinta minutos. Si es sólido se llena el picnómetro sólo parcialmente y se coloca en el baño de temperatura controlada por más de treinta minutos. El picnómetro se saca del baño, se seca y se pesa (peso C). Por último se llena el espacio vacío del picnómetro con agua desionizada, se coloca por más de treinta minutos en el baño de temperatura controlada, se saca, se seca y se pesa (peso D). El peso específico se calcula a partir de los pesos del picnómetro vacío (A), el peso del picnómetro con agua (B), el peso del picnómetro parcialmente lleno de (C) y el peso del picnómetro lleno parcialmente con el sólido o semisólido y con el volumen vacío lleno de agua (D). 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 40/48

41 ASTM D3588. Practica estandarizada para el cálculo del poder calorífico, el factor de compresibilidad y la densidad relativa de combustibles gaseosos. Esta práctica cubre los procedimientos para el cálculo del poder calorífico, la densidad relativa y el factor de compresibilidad a las condiciones base (1 atmósfera y 15.6 C), para mezclas de gas natural a partir del análisis de su composición. También se aplica a todos los tipos comunes de combustibles gaseosos como por ejemplo el gas de reformado, el gas de petróleo, mezclas aire-propano y gas de hornos de coque, siempre y cuando se tengan disponibles métodos de análisis de su composición. Esta práctica también cubre los procedimientos de cálculo para pasar a otras condiciones las propiedades calculadas en la condición base.. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 41/48

42 5. CONCLUSIONES Y/O RECOMENDACIONES Se determinaron los factores de emisión promedio para los principales combustibles fósiles y alternos consumidos en México. Se determinó la incertidumbre para este factor de emisión para un nivel de confianza del 95%. Para las gasolinas consumidas en nuestro país, el factor de emisión promedio obtenido tiene una incertidumbre del 1.5% para un total de 18 muestras, por lo que se puede considerar que se cuenta con un factor de emisión robusto. En el caso de la turbosina que se consume en los aeropuertos del país, el factor de emisión promedio obtenido tiene una incertidumbre de menos del 1% para un total de 8 muestras, por lo que se puede considerar que se cuenta con un factor de emisión robusto. Con respecto a la gasolina de aviación, aun cuando el número de muestras es limitado, sólo 3, el factor de emisión promedio obtenido mostró una incertidumbre de menos del 3%, por lo que también se puede considerar que se cuenta con un factor de emisión robusto. Considerando a el diésel consumido en los motores de los vehículos pesados, el factor de emisión promedio obtenido tiene una incertidumbre un poco mayor del 1% para un total de 15 muestras, por lo que se puede considerar que se cuenta con un factor de emisión robusto. Lo mismo sucede para el caso del combustóleo, ya que el factor de emisión promedio obtenido tiene una incertidumbre un poco menor del 3% para un total de 5 muestras, por lo que se puede considerar que también es robusto. En general, para el caso de los combustibles líquidos, se puede considerar que los procedimientos de análisis y cálculo utilizados dieron como resultado factores de emisión con una incertidumbre menor al 3%. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 42/48

43 Para el caso del coque del petróleo, con un total de 5 muestras, la incertidumbre resultó casi del 6%, por lo que sería necesario tomar hasta 7 muestras para asegurar el nivel de incertidumbre del 5%. Considerando al carbón térmico, con un total de 6 muestras, la incertidumbre resultó del 18.7 %. Aun cuando es posible que la variabilidad en las fuentes de suministro y tipos de carbón tenga un impacto fuerte en la incertidumbre del factor de emisión, la comparación con los factores de emisión del PICC hace necesario recomendar que se aumente sustancialmente el número de muestras. En lo que respecta al carbón siderúrgico, con un total de 5 muestras, la incertidumbre resultó menor al 2%, por lo que se puede considerar que se cuenta con un factor de emisión robusto. Lo mismo sucede para el caso del coque de carbón, ya que el factor de emisión promedio obtenido tiene una incertidumbre un poco menor del 3% para un total de 5 muestras, por lo que se puede considerar que también es robusto. Tomando en cuenta ahora a los combustibles alternos, el factor de emisión promedio obtenido con muestras de 15 llantas tuvo una incertidumbre un poco mayor al 3% y se puede considerar un factor de emisión robusto. En el caso de la estopa impregnada con diferentes residuos, el factor de emisión promedio obtenido tiene una incertidumbre del 12%. Obviamente esto se debe a las características de los diversos residuos con los que se impregnó la estopa por lo que se debe aumentar sustancialmente el número de muestras para reducir la incertidumbre en el factor de emisión. Con respecto al aceite gastado, con un total de 10 muestras, el factor de emisión promedio obtenido tuvo una incertidumbre menor al 3% por lo que este factor de emisión se puede considerar robusto. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 43/48

44 Lo mismo sucede para el caso de la nafta, ya que el factor de emisión promedio obtenido tiene una incertidumbre menor del 1% para un total de 5 muestras, por lo que se puede considerar que también es robusto. Considerando ahora a los combustibles gaseosos, el factor de emisión obtenido para el gas natural tiene una incertidumbre menor al 5% para un total de 8 muestras por lo que es un factor de emisión robusto. Sin embargo, si se considera el factor de emisión por unidad de volumen la incertidumbre se incrementa debido a la incertidumbre en la densidad del gas. Esta incertidumbre se debe a la variabilidad en el contenido de nitrógeno del gas natural en nuestro país. Con respecto al gas combustible utilizado en las industrias de refinación y procesamiento de gas, el factor de emisión obtenido también resulto robusto con una incertidumbre menor al 5%, pero al igual que en el caso del gas natural la incertidumbre se incrementa para los factores de emisión por unidad de volumen, debido a la variación en la composición de los combustibles gaseosos utilizados en la industria petrolera. Esto es consistente con la variación de este factor de emisión reportado por el PICC. Desafortunadamente se obtuvieron muy pocas muestra de los combustibles alternos. La recomendación es involucrar a las compañías que elaboran estos combustibles para que reporten de manera voluntaria los factores de emisión de sus productos. En el caso de las tres muestras que el mismo número de compañías proporcionaron amablemente del combustible alterno líquido, el factor de emisión promedio obtenido tuvo una incertidumbre menor al 3%, aun con este número limitado de muestras, por lo que se puede utilizar con confianza en el cálculo de las emisiones por el uso de este tipo de combustible. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 44/48

45 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. API (2013) Carbon Content, Sampling, and Calculation. API Technical Report First Edition, May American Petroleum Institute, Washington, DC. ASTM (2009a) ASTM C Standard Test Method for Carbon (Total) in Uranium Oxide Powders and Pellets By Direct Combustion-Infrared Detection Method. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2009b) ASTM D70-09e1. Standard Test Method for Density of Semi-Solid Bituminous Materials (Pycnometer Method). American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2010a) ASTM D Standard Test Method for Sulfur in Petroleum and Petroleum Products by Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2010b) ASTM D Standard Test Methods for Instrumental Determination of Carbon, Hydrogen, and Nitrogen in Petroleum Products and Lubricants. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2010c) ASTM D (2010). Standard Practice for Mixing and Handling of Liquid Samples of Petroleum and Petroleum Products. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2011a) ASTM D Standard Practice for Sampling Liquefied Petroleum (LP) Gases, Manual Method. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2011b) ASTM D (2011). Standard Practice for Calculating Heat Value, Compressibility Factor, and Relative Density of Gaseous Fuels. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA ASTM (2011c) ASTM D (2011). Standard Test Method for Determination of Individual Components in Spark Ignition Engine Fuels by 100 Metre Capillary (with Precolumn) High-Resolution Gas Chromatography. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 45/48

46 ASTM (2012a) ASTM D b. Standard Test Method for Density, Relative Density, or API Gravity of Crude Petroleum and Liquid Petroleum Products by Hydrometer Method. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2012b) ASTM D Standard Practice for Manual Sampling of Petroleum and Petroleum Products. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2012c) ASTM D Standard Test Method for Trace Nitrogen in Liquid Petroleum Hydrocarbons by Syringe/Inlet Oxidative Combustion and Chemiluminescence Detection. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2014a) ASTM D (2014)e1. Standard Test Method for Sulfur in Petroleum Products (High-Temperature Method. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. ASTM (2014b) ASTM D Standard Test Method for Heat of Combustion of Liquid Hydrocarbon Fuels by Bomb Calorimeter. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA. GPA (2005) GPA Obtaining Natural Gas Samples for Analysis by Gas Chromatography. Gas Processors Association, Tulsa, OK. GPA (2014) GPA Method for the Extended Analysis for Natural Gas and Similar Gaseous Mixtures by Temperature Program Gas Chromatography. Gas Processors Association, Tulsa, OK. PICC (1996), Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Workbook (Volume 2). Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Japan. PICC (2006), 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 2: Energy. Chapter 2 Stationary Combustion. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston H.S., Buendía L., Miwa K., Ngara T. and Tanabe K. (eds).published: IGES, Japan. 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 46/48

47 7. PARTICIPANTES René Rodríguez Lara Jefe de Proyecto Tel.(55) Correo-e: Jorge Raúl Gasca Ramírez Especialista en cambio climático Tel.(55) Correo-e: Moises Magdaleno Molina Especialista en Ciclo de Vida Tel.(55) Correo-e: María Esther Palmerín Ruiz Especialista en cambio climático Tel.(55) Correo-e: Luis Alberto Melgarejo Flores Especialista en cambio climático Tel.(55) Correo-e: 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 47/48

48 Jaime Hermoso Gutiérrez Signatario de Laboratorio Tel. (55) Correo-e: 04AI FG-07 Ver.3 MAP 03 48/48